Географические факторы климата

Географическая широта в основном определяет режим солнечной радиации. От нее зависит географиче­ская зональность в распределении элементов климата.

Крымский полуостров, будучи расположенным на юге европейской части нашей страны, обеспечен большим ко­личеством тепла не только летом, но и зимой. В декабре и январе здесь на единицу земной поверхности за сутки

поступает тепла в 8—10 раз больше, чем, например, в Ле­нинграде ⁴.

Количественно радиационный режим выражают значе­ниями радиационного баланса земной поверхности. В свою очередь радиационный баланс определяют из уравнения, в котором участвуют значения 'суммарной (прямой и рас­сеянной) солнечной радиации; альбедо, то есть отража­тельной способности поверхности ландшафтов, и эффектив­ного излучения, которое устанавливают по разности потоков теплового излучения подстилающей поверхности ландшаф­тов и встречного излучения атмосферы.

Радиационный режим в основном зависит от про­должительности солнечного сияния, которая в свою очередь определяется географической широтой и рельефом места, режимом облачности. Крым относится к числу наиболее солнечных районов европейской части СССР. Годовая продолжительность солнечного сияния здесь изменяется в пределах 2180—2470 часов. Макси­мальная продолжительность приходится на июль (320— 360 часов). Особенно велика она на ровном морском по­бережье, где бризовые ветры препятствуют образованию облаков (Евпатория, 365 часов).

Несмотря на небольшую территорию полуострова, ин­тенсивность суммарной радиации изменяется до­вольно значительно — от 4897 МДж/(год-м²) в районе Белогорска до 5317 в Черноморском. На внутриконтинен-тальных территориях такие изменения радиационного ре­жима наблюдаются при перемещении по географической широте на 400—500 км. ^Годовое количество суммарной радиации в Крыму на 1050—1890 МДж/м² больше, чем в Москве и Ленинграде.

Из годовой суммы радиации Крым получает зимой примерно 10%, весной 30, летом 40 и осенью 20%. Неоди­наковая интенсивность суммарной радиации в течение года зависит в основном от изменения высоты солнца, продол­жительности дня, количества и форм облаков, прозрачно­сти атмосферы, а также от влажности, цвета и соответствен­но отражательных свойств поверхности ландшафтов.

Зимой на поверхность Крыма поступает от 96 до 222 МДж/(мес -м²) солнечного тепла, причем горные райо­ны получают больше, чем равнинные. С подъемом в горы увеличивается прозрачность атмосферы, уменьшается об­лачность.

Весной суммарная радиация резко возрастает как в связи с увеличением полуденной высоты солнца над гори-

зонтом и продолжительности дня, так и с уменьшением облачности из-за ослабления циклонической деятельности и развития бризов в прибрежной полосе, которые в свою очередь способствуют уменьшению облачности.

Наибольшее количество солнечного тепла Крым полу­чает летом (до 2095 МДж/(сезон-м²), особенно в июле (Черноморское, 800 МДж/(мес-м²). Минимальное количест­во приходится на горные районы, а максимальное — на за­падное побережье Крыма.

Осенью вследствие резкого понижения высоты солнца, сокращения продолжительности дня и усиления циклони­ческой деятельности, сопровождающейся увеличением об­лачности, величина суммарной радиации резко падает.

Хотя весной Крым получает от солнца в полтора раза больше тепла, чем осенью, тем не менее весна прохладнее осени. Это связано с большим расходом тепла весной на нагрев почвы, испарение влаги из нее, нагревание охлаж­денных за зиму верхних слоев воды в Азовском и Черном морях. Осенью для этих целей расходуется тепла намного меньше, да и воздух получает его дополнительно от нагрев­шихся за лето почвы и воды.

Общую теплообеспеченность территории определяет ве­личина еерадиационного баланса, которая пред­ставляет собой разность между ее поглощенной суммарной радиацией и эффективным излучением. Радиационный ба­ланс бывает положительным, если подстилающая поверх­ность поглощает больше тепла, чем теряет, и отрицатель­ным, если, наоборот, эта поверхность поглощает тепла меньше, чем отдает в окружающее пространство. В целом за год радиационный баланс в Крыму положителен. Лишь среднемесячные декабря и января имеют отрицательные значения на яйлах (—8 МДж/м² в декабре на Ай-Петри). В течение всего года он выше в прибрежных районах (Черноморское, 2488 МДж/(год• м²), меньше — в центре полуострова (Клепинино, 2299 МДж/(год-м²) и в горах (Ай-Петри, 1973 МДж/(год-м²). В целом же за зиму ра­диационный баланс положителен и меняется от 4 в гор­ных районах до 109 МДж/(сезон• м²) —на ЮБК²³. Мак­симальные значения баланса, естественно, наблюдаются в июле. Как и годичные значения, максимальные величины баланса в июле характерны для западного побережья от Черноморского до мыса Херсонес (427—423 МДж/(мес-м²), а минимальные — для гор (352 МДж/(мес-м²) на Ай-Петри. Несмотря на небольшие размеры полуострова, разность этих величин довольно большая.

С высотой над уровнем моря изменения климатических свойств мест намного большие, чем изменения, связанные с перемещением по географической широте. Создается осо­бый горный климат. С высотой уменьшается атмосферное давление, возрастают прозрачность воздуха и особенно эф­фективное излучение. По этой.причине, несмотря на уве­личение с ростом высоты солнечной радиации, радиацион­ный баланс, температура воздуха и амплитуда ее суточ­ного хода уменьшаются. В Крыму при подъеме на каждые 100 м радиационный баланс уменьшается в сргднем на 25 МДж/(год-м²), а температура воздуха — на 0,65°²³. В то же время с высотой увеличиваются количество атмо­сферных осадков и, как правило, скорость ветра. По этой причине в горах проявляется высотная климатическая по­ясность, которая в свою очередь обусловливает такую же поясность в распределении других компонентов ландшаф­тов, в особенности почвенно-растительного покрова.

С распределением суши и моря связано прежде всего выделение типов климата морского и континентального. Положение места относительно береговой линии значитель­но влияет на режим температуры и влажности воздуха, облачности и осадков, определяет степень континенталь­ное™ его климата. Правда, при этом важную роль игра­ет и положение места в условиях общей циркуляции ат­мосферы.

Крым окружают немалое по площади (412 тыс. км²), объему (537 тыс. км³) и глубине Черное море и сравнитель­но небольшое (около 38 тыс. км²), объемом в 300 км³, мелкое Азовское море. Вместе с тем полуостров располо­жен среди большой по площади суши северной половины восточного полушария, которую можно назвать еще Во­сточным материком. Климатологи подсчитали средние температуры воздуха для всех параллелей земного шара в целом, а также отдельно для параллелей западного и восточного полушарий. Для параллели 45°, на которой на­ходится Симферополь, получены следующие данные⁴.

 

	Средняя температур	а воздуха (град.)
Месяц	весь земной шар	восточное полушарие	западное полушарие	Крым (Симферополь)
Январь Июль Годовая амплитуда	— 1,2 19,9 21,1	-5,0 25,0 30,0	3,0 15,0 12,0	—0,7 21,1 21,8

Из содержания таблицы видно, что в Симферополе, расположенном в средней части предгорья Крыма, менее континентальные черты климата, чем на параллели 45° с. ш. в восточном полушарии. Это объясняется прежде всего влиянием окружающих Крым морей, в особенности Черного моря. Зимой Черное море играет роль «большой грелки», а летом оно несколько уменьшает жару.

Азовское море тоже утепляет климат Крыма, но мень­ше. В этом можно убедиться, сравнив показания метео­станций, расположенных на Керченском полуострове. Так, средняя температура воздуха самого холодного здесь ме­сяца февраля составляет на побережье Азовского моря (мыс Казантип) —1,6°, на берегу Черного моря (мыс Чау-да) 0,8°; для сравнения: в равнинном Крыму (Джанкой) —2,9°. Полупресное Азовское море в отдельные годы у бе­регов Крыма замерзает, но льды охлаждающе действуют только на береговую зону. Об этом можно судить по тому, что в п.г.т. Ленино, расположенном недалеко от берега, средняя температура воздуха в феврале на 0,5° выше, чем на мысе Казантип. Среднемесячная температура воздуха в июле на мысах Казантип и Чауда составляет около 24 °.

На картах, отражающих степень континентальности климата районов Южной Европы, Крым, за исключением Присивашья, находится вместе с побережьем восточного Средиземноморья в области, оконтуренной нулевой изоли­нией континентальности⁴. Таким образом, климат почти всего Крыма менее континентален, чем климат акваторий Азовского и северо-западной части Черного морей.

Крупные формы рельефа (орография) оказывают большое воздействие на климат. Воздушные течения за­держиваются и отклоняются хребтами, а метеорблогиче-ские фронты — деформируются. В узких проходах между хребтами меняется скорость воздушных течений, возника­ют местные системы циркуляции — горно-долинные вет­ры. Над разноориентированными склонами создаются не­одинаковые условия нагревания и охлаждения, а поэтому различные режимы температуры воздуха, почв. В связи с перетеканием воздушных течений через хребты на навет­ренных склонах гор, особенно у более низких и узких сед­ловин и перевалов, образуются условия увеличения облач­ности и осадков. На подветренных склонах, наоборот, возникают ветры фены с более высокой температурой и низкой влажностью воздуха. Над нагретыми склонами гор увеличивается конвекция воздуха и, следовательно, об-лакообразование.

Так что на климат в горах влияет не только высота местности над уровнем моря, но также высота и направ­ление хребтов, преимущественная экспозиция склонов от­носительно стран света и направлений преобладающих ветров, ширина долин, крутизна склонов и др.

Наличие тянущейся вдоль берега моря Главной гряды Крымских гор, с неодинаковой крутизной склонов, сущест­венно сказывается как на климате прилегающих районов, так и на климате самих гор. При этом наибольшую роль гряда играет в своей самой высокой средней части.

Теплый воздух, приходящий с юга, из-за значительной величины вертикальной толщи относительно свободно про­никает через невысокие Крымские горы в степные районы полуострова. При вторжении же холодного плотного арк­тического воздуха, имеющего, наоборот, небольшую верти­кальную толщу, горы препятствуют его проникновению на Южный берег. Следовательно, для Южного берега наибо­лее велика защитная роль Крымских гор от арктическо­го холода зимой. Это видно из сравнения температуры воздуха в центральной части равнинного Крыма (Красно­гвардейское), где она в январе составляет —2°, и в Ял­те + 4°, а ее абсолютный минимум в первом пункте дости­гал —33°, а во втором —15°.

Если бы в Крыму не было гор, то Южный берег мало чем отличался бы от степного побережья Черного и Азов­ского морей. С Крымскими горами, следовательно, свя­заны не только большие отличия климатов Южного бе­рега и остальных районов полуострова, но и существенные в целом ландшафтно-геог^фические различия этих терри­торий. При этом не столько велика роль высоты Крым­ских гор, сколько их общего направления с запада на восток, параллельно побережью.

На формирование климата большое влияние оказыва­ет подстилающая поверхность, т. е. поверхность, с которой взаимодействуют солнечное излучение и атмосфера. Так, температура почвы и приземного воздуха зависит также от растительного и снежного покровов. Густой травяной по­кров уменьшает суточную амплитуду и среднюю темпера­туру почвы, а следовательно, и воздуха. Большой конт­раст при дневном солнечном нагреве и ночном охлаждении летом характерен для поверхностей рыхлой темной почвы, асфальтированных площадок, галечниковых пляжей..

Более значительное, своеобразное и сложное влияние на климат оказывает лес, что позволяет многим ученым говорить об особом его фитоклимате. В широколиствен-

ном лесу поток радиации в течение летнего месяца может изменяться от 13 до 38% по сравнению с открытыми по­лянами ⁸. Крона не только задерживает солнечную радиа­цию, но и изменяет ее спектральный состав, поглощая большую часть ультрафиолетовых лучей. Ночью лес за­держивает уходящую длинноволновую тепловую радиа­цию, чем заметно изменяет температуру почвы и воздуха под своим пологом. Летом в крымском лесу температура воздуха днем нередко бывает на 2—3°, а почвы даже на 25—30° ниже, чем на открытом месте. Зимой же средне­месячная температура воздуха выше в лесах на 0,2—0,5 °, а в парках ЮБК — на 1,5—2°⁸.

В теплое время года под пологом леса обычно бывает более высокая влажность воздуха. В полдень в сосновом лесу она выше нередко на 4—5%, в буковом на 9—10%, а в парках — на 3—7%, чем на открытой местности⁸. Кро­ны деревьев перехватывают и атмосферные осадки. Доля перехваченных осадков зависит от типа леса и его пол­ноты. Хвойные породы деревьев задерживают обычно боль­ше осадков, чем лиственные. На их долю приходится до 50—55%, а на лиственные около 35% от суммы осадков на открытом месте. Меньше перехватывается влаги при продолжительных или интенсивных дождях.

Лес является и хорошим аккумулятором снега. Во время его медленного таяния и при дождях лесная почва поглощает много воды, которая потом в значительной мере идет на питание источников и рек. Один гектар крымско­го горного леса может перевести во внутрипочвенный сток до 5—6 тыс. м³ воды.

В горах Крыма, правда, нередко наблюдается и такое явление, когда из большого количества снега образуется мало воды. Это случается при быстром таянии снега во время ветра фена. Фён образуется преимущественно при переваливании воздушных масс через Главную гряду гор как на южных, так и на северных склонах Крымских гор. При появлении фена температура воздуха повышается не­редко на 18—20°, а относительная влажность, наоборот, падает до 30% и ниже. Сухой и теплый воздух поглоща­ет влагу тающего снега, без образования воды. За это свойство у населения, обитающего в Альпах, фён получил название «пожирателя снега».

Лес сильно сокращает скорость ветра. В глубине да­же лишенного листвы леса его скорость уменьшается не­редко более чем в два раза по сравнению с открытой местностью.

Снежный покров уменьшает потерю тепла почвой и ко-лебания ее температуры. Сама поверхность покрова силь­но отражает солнечную радиацию днем и очень охлажда­ется излучением ночью. Охлаждается и находящийся над нею воздух. Весной на таяние снежного покрова тратится много тепла приземного воздуха, но зато почва обогаща­ется влагой.

Подстилающая поверхность Крыма разнообразна: в се­верной и центральных районах она представлена степными равнинами, на юге — предгорной лесостепью, горными ле­сами и отчасти степями. Такой характер поверхности ос­новных ландшафтов полуострова существенно сказывает­ся прежде всего на их отражательной способности (аль­бедо) солнечной радиации. Типичные величины альбедо следующие: влажная почва 5—10%, чернозем 15%, иная сухая глинистая почва 30%, светлый песок 35—40%, поле­вые культуры 10—25%, травяной покров 20—25%, лес 5— 20%, свежевыпавший снег 70—90%.

Человек воздействует на климат через свою хозяйствен­ную деятельность. Результат этого воздействия преиму­щественно отрицательный. Особенно большое влияние ока­зывает сокращение площади лесов. За последние 1000 лет в мире они уменьшились на 50—70%, на европейской тер­ритории России — почти наполовину, а в Крыму — пример­но в полтора раза. В США из 170 млн га осталось всего 7—8 млн га ². Положительное климатическое значение ле­са видно на примере того, что в лесных ландшафтах ев­ропейской части СССР радиационный баланс на 20—25% выше, чем на безлесных,-?Вследствие вырубки лесов широ­ко распространилась эрозия почв. Возросла запыленность атмосферы.

Уменьшение солнечной радиации на больших площа­дях происходит также из-за загрязнения атмосферы про­мышленными предприятиями, транспортом, которые вы­брасывают в воздух большое количество примесей (аэро­золей), состоящих из продуктов сгорания топлива и пыли. Ежегодно их общая масса в мире составляет свыше 4 млрд т. От сжигания топлива в атмосферу Земли по­ступает около 20 млрд т углекислого газа, что, как пола­гают многие ученые, может существенно повысить темпе­ратуру воздуха в будущем. В результате этого усилится таяние льдов (прежде всего в Арктике и Антарктике), произойдет повышение уровня Мирового океана и затопле­ние наиболее обжитых низменных пространств Земли и др.

Наблюдения со спутников показывают, что около 10—

15% поверхности Мирового океана (а это соответствует примерно площади Евразии — 54 млн км²) единовременно покрыто нефтяной пленкой. Она же примерно на 10% сни­жает испарение с водной поверхности. Из-за такого антро­погенного загрязнения Мирового океана испарение с его поверхности, по подсчетам ученых, сокращается примерно на 5000 км³ воды, что, естественно, сказывается и на по­ступлении ее на сушу. Есть и много других отрицательных последствий хозяйственной деятельности человека на кли­мат Земли, с которыми необходимо бороться всему челове­честву.

Наряду с этим человек улучшает климат орошением, насаждением лесов, лесных полос, другими мелиоратив­ными мероприятиями. Благодаря им уменьшается альбе­до подстилающей поверхности, увлажняется воздух, сни­жается температура почвы летом. Сейчас в мире свыше 240 млн га орошаемых земель. По прогнозу в 2000 г. их будет около 420 млн га.

АТМОСФЕРНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ

На влагосодержание и тепловые свойства атмосферы над Крымом особенно большое влияние оказывает а д-в е к ц и я (горизонтальный перенос) тепла и влаги в об­щей циркуляции атмосферы. Наряду с этим важную роль играет и местная циркуляция в виде бризов, горно-до­линных и склоновых ветров.

В целом над полуостровом преобладает западный зо­нальный перенос воздуха, который в большой степени пе­рекрывается крупными атмосферными вихрями — цик­лонами и антициклонами, производящими в свою очередь межширотный, меридиональный обмен воздуха. Ак­тивность метеорологических процессов определяется, следо­вательно, циклонической деятельностью — возникновением, развитием и перемещением циклонов и антициклонов в атмосфере. В свою очередь эта деятельность зави­сит от взаимодействия зон давления, называемых цент­рами действия атмосферы. Циклон —это атмос­ферный вихрь с более низким давлением в центре и вет­ром, направленным к его центру против часовой стрелки в Северном полушарии. Антициклон — область высокого атмосферного давления с ветром от центра по часовой стрелке (в Северном полушарии). Процесс смыкания хо­лодного фронта циклона с медленнее движущимся теп-

лым фронтом, связанный с отмиранием циклона, называ­ется его окклюзией (табл. 5).

Атмосферная циркуляция над Крымом имеет свои осо­бенности. По сравнению с центральными и северными рай­онами европейской территории СССР здесь менее актив­ны атмосферные процессы, слабее циклоническая дея­тельность, сильнее проявляются*'-антициклоны, особенно в летний сезон. Они размывают атмосферные фронты, со­действуют формированию воздушных масс с местными свойствами.

Циркуляционные процессы обусловливают годовые и сезонные особенности различных воздушных масс, цикло­нов, антициклонов, промежуточных барических форм, раз­личных фронтов. А. А. Борисов⁶, проанализировав карты погоды Крыма, выделил на полуострове 11 основных ти­пов сезонных циркуляции: 4 летних, 4 зимних и 3 весенне-осенних, или переходных. Как видно из таблицы 5, воз­душные массы умеренных широт повторяются примерно равномерно в течение года, а другие воздушные массы больше приурочены к отдельным сезонам года. Чаще дру­гих повторяются антициклоны.

Наибольшая вероятность выпадения осадков в Кры­му бывает при вхождениях континентального и морского тропического воздуха (особенно в осенне-зимний сезон), а также морского воздуха умеренного пояса. Засухи и су­ховеи чаще всего случаются в условиях образования мощ­ных антициклонов и при вхождении континентального тро­пического воздуха из Малой Азии. Интенсивность и повто­ряемость этих опасных явлений погоды в Крыму сильно зависит и от местных услойш.

Наибольшее количество осадков выпадает в Крыму при прохождении метеорологических фронтов циклонов. Основная масса внутривоздушномассовых осадков выпада­ет летом в виде конвективных, ливневых дождей, не имею­щих большого значения для орошения вследствие своей интенсивности и выпадения на перегретую поверхность земли.

Тот же ученый⁶ подсчитал, что с марта по октябрь в воздушное пространство Крыма поступает 152 тыс. км³ влаги, а с ноября по февраль — 230,4 тыс. км³. От этого количества в виде осадков выпадает в теплый период го­да 43,6% влаги, а в холодный — 15,5%. Следовательно, зимой в Крыму выпадает меньше осадков, чем летом. Осадки в среднем составляют 27,6% от того количества влаги, которая содержится в воздушном пространстве

Крыма в течение года. Изучив пути воздействия на метео­рологические процессы, можно существенно увеличить эту долю. Резерв для увеличения объема перехвата влаги вполне достаточен.

Особенности географического положения Крыма обу­словливают особый режим циркуляционных процессов над ним, от которых зависит погода, и образующих погоду ме­теорологических элементов (по сезонам года).

Зимой над южной частью европейской части СССР в широтном направлении часто устанавливается ось повы­шенного атмосферного давления (соединяются два макси­мума— Азиатский и Азорский), а над Черным морем — зона пониженного давления. Вследствие этого в Крым часто вторгаются холодный и сухой континентальный воздух умеренных широт или арктический воздух. С ними свя­заны резкие понижения температуры и частая повторяе­мость сильных северо-восточных ветров, особенно в степ­ном и северо-восточной части горного Крыма. В этот же сезон относительно часто приходят сюда циклоны со Сре­диземного моря, в теплых секторах которых перемещается морской тропический воздух. Средиземноморские цикло­ны, как правило, задерживаются в северо-западной части Черного моря. Вследствие этого теплые воздушные массы воздействуют Прежде всего на юго-западную часть горно­го Крыма. Зима в Крыму всюду относительно влажная, с частым выпадением осадков и малым испарением. Из-за частых оттепелей зимой температура воздуха сильно колеб­лется, а снежный покров неустойчив и маломощен.

Весна в Крыму протекает быстро, благодаря уве­личению высоты солнца и продолжительности дня, умень­шению облачности из-за распространения сюда отрога Азорского антициклона и притока южного теплого возду­ха. Во внутренних районах Крыма наблюдается значитель­ное увеличение температуры воздуха уже от февраля к марту, а на морском побережье весна задерживается на 1,5—2 месяца в связи с охлаждающим влиянием моря, особенно Азовского. Весна — наиболее сухой и ветреный сезон года.

Погода весной очень неустойчива из-за того, что зим­ний..тип циркуляции атмосферы уже нарушается, а лет­ний еще не устанавливается. В связи с этим амплитуды среднесуточных температур воздуха достигают больших (от —5° до +20°) величин (особенно в предгорье), как и колебания относительной влажности (от 80 до 30% и ни­же). Весной часто бывают «возвраты холодов» с ночны-

ми морозами, утренними заморозками, особенно в котло­винах и речных долинах предгорья, что отрицательно ска­зывается на раннецветущих косточковых плодовых де­ревьях и теплолюбивом винограде.

Летом над югом европейской части СССР и аквато­рией Черного моря устанавливается антициклональное по­ле с малыми величинами падения давления. Благодаря этому в Крыму преобладает ясная, жаркая и маловетре­ная погода с проявлением местных циркуляции: бризов, горно-долинных и склоновых ветров, Вследствие того, что континентальный воздух умеренных широт преобразуется здесь в местный тропический, в Крыму преобладает за­сушливая погода.

Осадки летом приносят в Крым морские воздушные массы умеренных широт и атлантические циклоны. Выпа­дают обильные, интенсивные, но чаще всего кратковре­менные дожди. Если на долгое время устанавливается тропический воздух, то развиваются термические грозы и также кратковременные осадки. Количество летних осад­ков очень колеблется от года к году, что зависит от про­должительности распространения над Крымом отрога Азорского антициклона.

Летний тип циркуляции атмосферы в среднем устанав­ливается со второй половины мая и продолжается до кон­ца сентября. Таким образом, лето в Крыму длится 4— 5 месяцев.

Осень в Крыму — лучший сезон года^Зогода тихая, солнечная и умеренно теплая. Осень тепЛр^-зесны на 2— 3° в центральных и на 4-ф° в приморских районах, что обусловлено прежде всего влиянием морей и сохранением антициклона над Крымом.

Резкая смена погоды происходит, как правило, во вто­рой половине ноября вследствие смены летнего типа цир­куляции атмосферы на зимний.